Fuerzas

F s i c a d e Fu e r z as y P ar t c u l a s
Las fuerzas que determinan la estructura del Universo son las siguientes:
Fuerza Fuerte. Es determinante para entender la estabilidad de los nucleos atomicos
Fuerza Electromagnetica
. Determina las propiedades qumicas
de los elementos.
atomicos
Fuerza debil
. Interviene en el decaimiento radiactivo de los nucleos
del Universo a gran escala.
Fuerza Gravitacional. Determina la estructura y evolucion
A comienzos del Siglo XX, se desarrollo una de las teoras
mas
profundas: La Mecanica
Cuan
tica. Con ella se han comprendido la Qumica
, la Fsica
Atomica
y la Fsica
Nuclear. Ha transformado nuestras vidas porque hizo posible la invencion
del transistor y de los computadores
modernos.
Cuando se estudian las fuerzas de la naturaleza, usando la Mecanica
Cuantica
, se descubre una
ley fundamental
Asociada a cada fuerza de la naturaleza, se encuentra una partcula
El alcance de una fuerza esta dado por
~
r mc
donde ~ = 1 1 0 ? 34 m 2 kg / s es la constante de Planck( dividida por 2 ) , c = 3 1 0 8 ms es la
velocidad de la luz en el vaco
y m es la masa en reposo de la partcula
que transmite la fuerza.
De esta manera se obtiene la tabla siguiente
Interacciones descritas por el Modelo Estandar
junto con los grupos gauge y los bosones asociados a cada una de ellas. En la columna de la izquierda se representan las constantes fundamentales que indican la fuerza relativa de cada interaccion
.
Interaccion
Electromagnetica
Debil
Fuerte
Grupo gauge
U( 1 )
SU( 2)
SU( 3)
Boson
foton
bosones intermedios
gluones ( 8 tipos)
Smbolo
g
W , Z0
g
Fuerza relativa
a em = 1 /1 37
a weak = 1 , 02 1 0 -5
a s ( M Z ) = 0, 1 21
Partculas
de materia
Segun
el modelo estandar
toda la materia conocida esta constituida de partculas
que tienen una
propiedad intrnseca
llamada espn
cuyo valor es 1 /2. En los terminos
del modelo estandar
todas
las partculas
de materia son fermiones. Por esta razon
, siguen el principio de exclusion
de Pauli
de acuerdo con el teorema de la estadstica
del spin, y es lo que causa su calidad de materia .
Aparte de sus antipartculas
asociadas, el modelo estandar
explica un total de doce tipos
diversos de partculas
de materia. Seis de estos se clasican como quarks ( up, down, strange,
charm, top y bottom) , y los otros seis como leptones ( electron
, muon
, tau, y sus neutrinos correspondientes) .
1
Partculas
fundamentales del Modelo Estandar
Familias
1a
2a
3a
Leptones
Nombre
electron
neutrino e
muon
neutrino muon
tau
neutrino tau
Smbolo
e
e
2
Quarks
Nombre
up
down
charm
strange
top
bottom
Smbolo
u
d
c
s
t
b